无线频谱环境认知理论与技术

无线网络面临频谱等资源的"短缺"与"浪费"、异构网络多种标准共存、泛在接入与服务，以及管理复杂等问题。这些问题的根源在于集中静态网络难以适应环境动态变化的矛盾。解决这些问题的有效方法之一是认知无线电技术。认知无线电已成为国际上无线通信领域的研究热点之一，以频谱感知与特征分析为基础的无线频谱认知理论与技术是认知无线电首要解决的关键问题。因此，无线频谱认知理论与技术的研究显得尤为重要和迫切。.本项目将立足自主创新，提出具有特色无线频谱环境认知体系并突破关键技术，重点研究超频谱空间边缘检测、多维标度协同跟踪定位、非合作信号制式识别、可信认知信息融合、频谱环境认知自主学习等关键理论与前沿技术，构建实验验证平台。研究特色主要体现在无线频谱环境认知由单维或两维到多维、参量到制式、静态到动态、局部到广域、被动到主动预测的特征，研究成果将为推动我国认知无线电的广泛应用提供理论基础和技术手段。

项目取得了如下主要成果：.1、在超频谱空间检测理论与技术方面，建立了超频谱空间多维感知模型，提出基于决策树、凸优化等单维检测算法以及时-频-空、时-频-链路质量等多维检测算法。.2、在多维协同跟踪定位技术方面，提出基于虚拟平移技术、锚节点筛选、锚节点移动等多维协同定位算法；利用相关优化理论和半正定规划，提出了MIMO波束形成算法。.3、在认知信息可信融合与节点选择技术方面，提出混合中继协同、联合中继选择、时间优化等可靠传输机制，提出基于双层任务分配、高维检测等节点选择和节点剔除算法。.4、在非合作信号制式识别理论与方法方面，提出基于双谱和压缩感知的稀疏矩阵等信号制式识别算法，借助特征提取和支持向量机，建立制式识别特征库。.5、在快变环境学习机理研究方面，提出基于三状态假设检验、随机感知控制、多智能体博弈学习、在线学习利用等算法，实现了对外部环境的快速动态学习。.6、在频谱环境认知实验平台方面，结合地理信息系统，构建了频谱认知与动态频谱管理科学演示系统。.本项目实施过程中，共发表重要学术论文143篇，其中SCI收录56篇（SCI一区2篇，SCI二区10篇），有3篇IEEE论文被评为刊登期刊当月最受欢迎的20篇论文之一，2篇IEEE文章，一年内分别被引用23次和28次。提交国际标准技术提案1项，授权专利27项，受理国际PCT专利6项，美国国家专利2项，国内专利36项。相关技术成果在第三代短波通信系统和超短波高速数据通信系统中得到了应用，获得2011年国家科技进步二等奖和2010年军队科技进步二等奖。主办/协办了IEEE通信学会国际会议WCSP2010～2013，参加IEEE国际会议共计62人。培养博士生21名，硕士生99名。项目组2名成员的高水平论文数国际排名进入前11位，有2个单位的国际排名进入前12位。